Những thợ mỏ khai thác đồng ở dãy núi Carpathian có khả năng đã phát minh bánh xe để vận chuyển quặng dễ dàng hơn.
Bằng chứng khảo cổ về bánh xe và xe có bánh xuất hiện nhiều trong thời Đồ Đồng (khoảng năm 5000 - 3000 trước Công nguyên) trên khắp châu Âu, châu Á, Bắc Phi, bao gồm các cảnh chiến đấu vẽ trên tường, bánh xe thu nhỏ, đồ chơi trẻ em, xe mai táng, thậm chí các văn bản cổ xưa. Nhưng vì bánh xe phổ biến quá nhanh nên giới khoa học không rõ chính xác nó được phát minh đầu tiên ở đâu và khi nào, hay được phát minh độc lập ở những địa điểm và thời gian khác nhau.
Bánh xe gỗ lâu đời nhất được biết đến cùng một chiếc trục, có niên đại 5.200 năm, được phát hiện ở đầm lầy Ljubljana, Slovenia, năm 2002. (Ảnh: Imago).
Trong nghiên cứu công bố trên tạp chí Royal Society Open Science hôm 23/10, nhà sử học Richard Bulliet, giáo sư tại Đại học Columbia, cùng đồng nghiệp trình bày về cách mà bánh xe có thể đã phát triển. Bulliet cho rằng bánh xe được phát minh ở dãy núi Carpathian, châu Âu, vào khoảng năm 4000 - 3500 trước Công nguyên và từ đó lan rộng theo nhiều hướng.
Khoảng năm 4000 trước Công nguyên, quặng đồng trở nên khó tìm hơn, đòi hỏi thợ phải đi sâu vào mỏ và kéo những toa xe chứa quặng trở ra. Các mẫu toa xe cuối thời Đồ Đồng được tìm thấy ở khu vực Carpathian có hình chữ nhật với các mặt hình thang - tương tự xe khai thác mỏ ngày nay.
Với kiến thức về hệ thống bánh xe cổ đại dựa trên bằng chứng khảo cổ, nhóm nghiên cứu sử dụng cơ học tính toán và khoa học thiết kế để tìm hiểu cách người xưa biến bộ trục lăn đơn giản thành hệ thống bánh xe và trục. Do cần vận chuyển giỏ hoặc thùng nặng, người xưa có thể đã đặt các trục lăn dọc theo một con đường, sau đó chuyển trục lăn phía sau ra phía trước khi cần.
Nhóm nghiên cứu cho rằng cần 3 cải tiến để phát triển bánh xe.
- Cải tiến đầu tiên - trục lăn có rãnh - cho phép thùng nằm trên trục lăn và di chuyển tiến lùi, không cần mọi người phải đi vòng quanh để thay trục lăn. Điều này giúp thợ đẩy toa xe lớn hơn vào mỏ.
- Cải tiến thứ hai là một bộ bánh xe gắn cố định với trục, giúp toa xe có gầm cao hơn để vượt qua sỏi đá và vật cản khác trong hầm mỏ.
- Cải tiến thứ ba, bánh xe chuyển động độc lập với trục, có thể xuất hiện sau đó khoảng 500 năm, giúp tăng tính cơ động.
Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu lưu ý rằng bánh xe vẫn không ngừng phát triển. Ví dụ, phát minh ổ bi tỏa tròn năm 1869 đã mang đến những tiến bộ đáng kể trong ngành công nghiệp ôtô và máy móc thế kỷ 20.
Dù giúp giải thích cách bánh xe được phát minh ở châu Âu và từ đó lan rộng, nghiên cứu mới có thể không phải nghiên cứu cuối cùng về đề tài này. "Tôi nghĩ vẫn có khả năng nhiều nền văn minh đã tự phát minh bánh xe một cách độc lập", kỹ sư hàng không vũ trụ Kai James tại Viện Công nghệ Georgia, đồng tác giả nghiên cứu mới, nhận định.